Diseño De Muros Para Vías

ANEXO 1
DISEÑO DE MUROS
1. Introducción:
Los muros son estructuras empleadas en la vía para soportar la masa de suelo, ya sea en talud o por terraplén. Se coloca muros en sitios donde la pendiente del terreno se requiere que sea vertical o una inclinación en la cual la masa de suelo no puede mantenerse por sí misma estable. Se diseñará muros con alturas que varían desde 1.5m a 10m cada0.5m. Hasta la altura de 5.0m de diseñarán muros con concreto ciclópeo y muros desde 5.5m de altura se diseñarán con hormigón armado.
2. Datos iniciales:
Los datos iniciales para el diseño de muros se presentan a continuación:
3.1. Datos del suelo
* Tipo de suelo. En general para el proyecto se asume que pasa por terrazas glaciares y aluviales con matriz arcillosa.
* Esfuerzoadmisible del suelo = 30 t/m2 (supuesto para suelo con matriz arcillosa)
* Coeficiente de fricción del suelo:
Se tomó el dato del proyecto PERCUPA, CSS Ecuador-Suiza, el cual establece que para terrazas aluviales y glaciares de matriz arcillosa para la provincia del Azuay, el ángulo de fricción del suelo (Φ) es aproximadamente de 30°.
* Peso específico del suelo
Se tomó el dato del proyectoPERCUPA, CSS Ecuador-Suiza el cual establece que para terrazas aluviales y glaciares de matriz arcillosa para la provincia del Azuay, el peso específico del suelo (γ) es aproximadamente de 18 kN/m3.
* No se considera ángulo de fricción entre el muro y el suelo (δ=0)
* El factor de fricción entre el muro y el suelo: μ=0.6
3.2. Datos del concreto de refuerzo:
Resistencia acompresión simple del concreto: f´c=210 kg/cm2
Tipo de acero: Barras corrugadas A36 (fy=4200 kg/cm2)
3. Nomenclatura de las dimensiones:
La nomenclatura de cada dimensión se expresa en la Figura A.1.

Figura A.1. Nomenclatura de las dimensiones del muro

4. Obtener el peso propio del estribo (D)
El diseño de los muros de contención comprendo 2 aspectos: Uno que tiene que ver con los suelos yel otro es el diseño estructural del muro propiamente dicho.
5. Determinar el empuje (E) de tierra sobre el muro
6.3. Empuje activo por metro de muro (Ea)
* Coeficiente de empuje activo (Ka):

Ka==1-sen∅1+sen∅
Ka==1-sen301+sen30=13
Ea=12*γ*Ka*H2
* Momento producido debido a Ea (empuje estático) en el punto A (Ma)
Ma=Ea*H3
Donde:
∅=ángulo de fricción del suelo
γ=pesoespecífico del suelo

6. Obtención de los esfuerzos sobre el terreno y revisión de la estabilidad del estribo al volcamiento y al deslizamiento

7.4. Resumen de las fuerzas y momentos sobre el estribo
a) Peso del estribo (D)
b) Empuje de tierras estático (Ea).
7.5. Esfuerzos combinados
σ=RA±R*ex*XIyy
Donde:
R= Fz (resultante de fuerzas verticales)
ex=excentricidad dela fuerza vertical resultante R.
ex=B2-MAR
MA= Momento resultante de la diferencia del momento estabilizante (MD) y por el momento desestabilizante (Ma)
A=área de la zapata de 1m de profundidad
Iyy=momento principal de inercia con respecto al eje Y-Y.
Iyy=B3*112
*Por convención son positivos los esfuerzos de comprensión.
*Los esfuerzos al inicio σa y fin de la zapata σb sonrespectivamente (Figura A.2 ):

Figura A.2. esfuerzo producido debido al suelo
σa=+R*ex*XIyy
σb=RA-R*ex*XIyy

7.6. Factor de seguridad al volcamiento (fv)
La relación entre el momento estabilizante y el desestabilizante debe ser mayor a 2 para que no haya volcamiento.
-Momento estabilizante es producido por el peso del estribo (MD)
-Momento desestabilizante es producido por el empuje de tierraestático (Ma).
7.7. Factor de seguridad al deslizamiento (fd)
La relación entre la fuerza estabilizante y la desestabilizante debe ser mayor a 1.5 para que no haya volcamiento.
-Fuerza estabilizante es producida por la normal del peso del estribo (μ*Fz). Donde μ es el factor de fricción entre el suelo y el muro.
-Fuerza desestabilizante es producida por el empuje de tierra estático...